摘要:
**基本信息**
高中物理“质点和位移”同步练,含选择(10题)、计算(3题),分层覆盖质点、位移、s-t图线三考点,从概念辨析到综合计算,梯度衔接紧密,适配新授课知识巩固,培养物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知|质点概念(1-3题)、位移基本计算(4-5题)|直接概念辨析(如第1题质点条件判断),单一知识点应用|
|能力提升|位移矢量性(6-7题)、s-t图线理解(8-10题)|情境辨析(如第6题车轮气门芯位移),图像信息提取(第9题s-t图比较)|
|综合应用|多过程位移计算(11-13题)|生活情境(如12题八卦图路径),多过程矢量运算(13题汽车往返运动)|
内容正文:
第2节 质点和位移 同步作业
一、选择题:
考点一 质点
1.下列关于质点说法中正确的是( )。
A.只要是体积很小的物体都可以看成质点
B.只要是质量很小的物体都可以看成质点
C.所有平动的物体都可以视为质点
D.由于所研究的问题不同,同一物体有时可以看作质点,有时不能看作质点
2.如图所示,研究下列现象,涉及到的物体可看做质点的是( )
A.研究地球绕太阳公转的时间
B.研究撬棒用力大小与支点位置关系
C.研究旋转的乒乓球的旋转方向
D.研究旋转的电风扇扇叶所受阻力大小的影响因素
3.下列说法中正确的是 ( )
A.由于“辽宁舰”航母“高大威武”,故任何情况下都不能看成质点
B.战斗机飞行员可以把正在甲板上手势指挥的调度员看成是一个质点
C.在战斗机飞行训练中,研究战斗机的空中翻滚动作时,战斗机可以看成质点
D.研究“辽宁舰”航母在大海中运动轨迹时,航母可以看成质点
考点二 位移
4.张伟同学绕着半径为100 m的圆形操场边缘跑了一圈后回到起点,在跑步过程中,张伟同学的路程和位移的最大值分别为 ( )
A.100π m,100 m B.100π m,100π m
C.200π m,200 m D.200π m,0
5.在某校运动会上,甲、乙两名同学分别参加了在体育场举行的400 m和100 m田径决赛,且两人都是在标准跑道的最内侧跑道(第一跑道)完成了比赛,则两人在各自的比赛过程中通过的位移大小x甲、x乙和通过的路程s甲、s乙之间的关系是 ( )
A.x甲>x乙,s甲<s乙 B.x甲<x乙,s甲>s乙
C.x甲>x乙,s甲>s乙 D.x甲<x乙,s甲<s乙
6.某人在海滩骑自行车(如图甲),自行车的车轮(如图乙)半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,气门芯位移的大小为 ( )
A.πR B.2R C.2πR D.R
7.(多选)关于位移和路程,下列说法正确的是 ( )
A.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移
B.物体沿直线运动,通过的路程等于位移的大小
C.物体通过一段路程,其位移可能为零
D.两物体通过的路程不等,位移可能相同
考点三 s-t图线
8.小明与方强家在同一条直街上,一天小明以一定的速率去方强家还书,坐了一会儿后,又以相同的速率沿原路返回,在如图所示的s-t图线中,可以粗略地表示小明的运动过程的是 ( )
9.A、B、C三个物体运动的位移—时间图像如图所示,则下列说法正确的
是 ( )
A.三个物体在10 s内的位移相等
B.三个物体的运动方向相同
C.三个物体在10 s内的路程关系为lA>lC>lB
D.三个物体在10 s内的路程相等
10.(多选)如图是甲、乙两物体在同一直线上运动的s-t图像,以甲的出发点为原点,出发时间为计时起点,则( )
A.乙比甲先出发
B.甲、乙同时出发
C.甲、乙从同一位置出发
D.甲在途中停了一段时间,而乙没有停止
二.计算题:(计算要有必要的文字说明和解题步骤,有数值的要注明单位)
11.一质点由位置A向北运动了3 m,又转向东运动了2 m,到达B点,然后转向南运动了1 m,到达C点,在上面的过程中质点运动的路程是多少?运动的位移是多少?位移方向为何?
12.八卦图衍生自中国古代的《河图》与《洛书》,伏羲根据燧人氏造设的这两幅星图所作。在早期道教发展的历程中,八卦是一个不可或缺的因素。传说,伏羲曾造出先天八卦流于后世。后来,姬发演绎先天八卦,认为其中还有很多缺陷,做出了新的八卦图,人称后天八卦(如图甲)。一个人晨练,按如图乙所示走半径为R的中国古代八卦图,中央的S部分是两个直径为R的半圆,BD、CA分别为西东、南北指向。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他走到D点时,求他的路程和位移的大小分别为多少?位移的方向如何?
13.一辆小汽车沿正东方向以v1=10 m/s的速度向前行驶,经过t1=60 s后,突然拐头向正西方向以v2=20 m/s的速度行驶t2=180 s的时间。若以t=0时刻汽车所在位置为原点,以正西方向为x轴的正方向,以正北方向为y轴正方向,问:
(1)t1=60 s时,汽车的位置;
(2)在前60 s内汽车的位移大小和方向;
(3)在t=240 s内汽车的位移大小和方向。
参考答案:
1.答案: D【解析】在研究乒乓球旋转情况时,尽管乒乓球体积和质量很小,但其不同位置的转动情形不同,此时乒乓球不可视为质点,故选项A、B错误;一个物体能不能视为质点,需要根据具体问题判定,C错误;在研究地球公转时地球可以视为质点,研究地球的自转时,地球不能视为质点,D正确。
2.答案:A【解析】A、研究地球受到(太阳)的万有引力大小,地球的大小远小于日地距离,形状和大小可以忽略,地球可以看成质点.故A正确.
B、研究撬棒用力大小与支点的位置关系,撬棒的大小和形状不能忽略,不能看成质点.故B错误.
C、研究旋转的乒乓球,乒乓球的大小和形状不能忽略,不能看成质点.故C错误.
D、研究旋转的电扇扇叶,扇叶的大小和形状不能忽略,不能看成质点.故D错误.
3.答案:D【解析】当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响时,可以把物体看作质点,跟物体的大小没有关系,所以“辽宁舰”在某些情况下,可以看作质点,A错误。甲板上手势指挥的调度员的手势直接影响战斗机是否起飞,故战斗机飞行员不能将其看作质点,B错误。研究战斗机的空中翻滚动作时,将其看作质点,就无法研究战斗机的动作了,C错误。研究“辽宁舰”航母在大海中运动轨迹时,忽略其大小和形状,对研究问题没有影响,D正确。
4.答案:C 【解析】张伟同学沿半径为100 m的圆形操场边缘跑一圈后回到起点,初末位置重合,路程等于圆形操场边缘的周长,即:s=2πR=2π×100 m=200π m;最大位移是跑半圈的位移,为:x=2R=200 m;故C正确,A、B、D错误。
5.答案:B 【解析】400 m比赛第一跑道的起点和终点在同一位置,所以甲同学在400 m比赛中位移的大小是零,而100 m比赛中运动员沿直线运动,位移的大小是100 m,所以甲的位移小于乙的位移;路程是指物体所经过的路径的长度,所以在400 m、100 m比赛中,甲通过的路程大于乙通过的路程,选项B正确。
6.答案:D 【解析】如图所示。
气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方的过程中,初、末位置之间的距离,也就是位移大小为x==R,则D正确,A、B、C错误。
7.答案:CD 【解析】位移是矢量,路程是标量,不能说位移就是路程或路程就是位移,故A错误;当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程,其他情况位移的大小小于路程,故B错误;物体通过一段路程,可能初末位置重合,位移为零,故C正确;只要初末位置相同,位移就相同,运动轨迹可以不同,故D正确。
8.答案:C 【解析】小明去和回都可以看作是匀速直线运动,只是两次的运动方向相反,时间不能倒流,则A、D错误;B项位移增大不能返回,故错误;因此正确答案为C。
9.答案:A【 解析】三个物体的初、末位置相同,三个物体的位移相同,选项A正确;A物体先向正方向运动,然后再沿负方向运动,B、C两物体一直沿正方向运动,选项B错误;三物体都做直线运动,A物体沿直线往返运动,B、C两物体做单方向直线运动,三物体的初、末位置相同,因此,路程大小关系为lA>lB=lC,选项C、D错误。
10.答案:BD 【解析】由图像可知,两物体同时出发,故B正确,A错误;甲出发时,甲的位置坐标为0,乙的位置坐标为s0,知乙在甲的前面s0处,故C错误;甲先做匀速直线运动,然后停止一段时间,又做匀速直线运动,而乙一直做匀速直线运动,故D正确.
11.【解析】如图所示,整个过程质点运动的路程
L=3 m+2 m+1 m=6 m
整个过程质点运动的位移大小
x==2 m
由于tan θ==1,所以θ=45°,即位移方向为北偏东45°。
答案:6 m 2 m 方向为北偏东45°
12.【解析】路程是标量,等于半径为R与半径为两圆周长之和减去半径为R的圆周长的,即2πR+2π×-×2πR=πR,位移是矢量,大小为AD线段长度,由直角三角形知识得AD=R,方向由A指向D,即东南方向。
答案: πR R 东南方向
13.【解析】(1)在t1=60 s内汽车通过的路程为s1=v1t1,代入数值得s1=600 m。
所以汽车的位置为x(-600 m,0)。
(2)汽车的位移大小为600 m,方向向东。
(3)汽车在前60 s内向正东方向通过的距离为s1=600 m。
在60~240 s内汽车向正西方向通过的距离为s2=v2t2=3 600 m,
前240 s内物体的位移大小为x2=s2-s1=3 000 m,方向向西。
答案: (1)x(-600 m,0) (2)600 m,方向向东 (3)3 000 m,方向向西
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